Beneficiation of Chromium Waste by Means of Magnetic and Gravitational Separation

• Autorzy: Brożek M. , Surowiak A. , Jarosiński A.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0299

Warianty tytułu

PL

Odzysk chromu z odpadów chromowych z wykorzystaniem separacji magnetycznej i grawitacyjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of investigations of chromium recovery from the Cr waste mud, originating in the production of sodium dichromate. The differentiation of physical properties of particles of different contents of chromium and magnesium compounds is a premise for the use of physical separation methods. The investigations were performed on 2 waste samples, taken by random from the waste dump. The investigations of magnetic and gravity concentration for sample I and II were made, respectively. The results of screen and float and sink analyses of sample II indicate that it is possible to obtain Cr- and Mg-enriched products by means of a combined method of separation, i.e. hydraulic classification and, next, gravitational concentration on the shaking table. The concept of gravity concentration of the tested chromium waste was verified in the technical scale on multiboard shaking tables. The advantage of these fittings in relation to laboratory conditions is the possibility of separation of discussed waste without previous classification. The longer time of separation on the industrial shaking table as well as the respective amount of water directed to the process together with feed enabled an exact separation of initial material. The obtained concentrate in such conditions contains from 25 to 35% Cr₂O₃, depending on the chromium content in the initial waste material. It results from the fractional magnetic analysis of sample I that by means of the magnetic separation it is possible to obtain the magnetic concentrate of Cr₂O₃ content minimum 20% and, simultaneously, to obtain the non-magnetic product of increased MgO content. The optimum separation conditions regarding the yield and content of Cr₂O₃ were determined. The highest value of criterion K for the grade of the concentrate containing over 20% of Cr₂O₃ is obtained when the 10 mm diameter balls and the 1150 kA/m magnetic field intensity are applied. The yield of the concentrate equals about 9.5 % and recovery of Cr₂O₃ almost 22%. In the non-magnetic product the content of Cr₂O₃ equals 7.74% and MgO 27.36%.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań odzysku chromu z odpadowego błota pochromowego powstającego przy produkcji dwuchromianu sodu. Różnice we właściwościach fizycznych rozdzielanych ziaren ujawniające się w zróżnicowanej zawartości związków chromu i magnezu pozwoliły na zastosowanie fizycznych metod rozdziału. Badania przeprowadzono na dwóch różnych próbkach odpadów pochodzących z różnych miejsc składowiska odpadów. Na próbkach tych wykonano badania separacji magnetycznej (próbka I) i grawitacyjnej (próbka II). Wyniki analiz granulometrycznych i densymetrycznych próbki II wykazały, że jest możliwe uzyskanie wzbogaconych produktów w chrom i magnez poprzez zastosowanie kombinowanych metod wzbogacania tj. klasyfikacji przepływowej i następnie wzbogacania grawitacyjnego na stole koncentracyjnym. Koncepcja wzbogacania grawitacyjnego badanego odpadu chromowego został zweryfikowana w skali technicznej na wielopokładowych stołach koncentracyjnych. Zaletą ich w porównaniu do warunków laboratoryjnych jest możliwość rozdziału omawianego odpadu bez wcześniejszej klasyfikacji. Dłuższy czas rozdziału na przemysłowym stole koncentracyjnym, jak również ilość wody kierowanej do procesu wraz z nadawą umożliwiły dokładny rozdział pierwotnego materiału. Otrzymany w takich warunkach koncentrat zawiera od 25 do 35% Cr₂O₃ w zależności od zawartości chromu we pierwotnym odpadzie. Wyniki magnetycznej analizy frakcyjnej próbki I wykazały, że można otrzymać minimum 20% koncentrat magnetyczny zawierający Cr₂O₃, jednocześnie można uzyskać produkt niemagnetyczny o podwyższonej zawartości MgO. Optymalne warunki separacji są zdeterminowane przez wychód i zawartość Cr₂O₃. Wyższa wartość kryterium K dla wychodu koncentratu zawierającego ponad 20% Cr₂O₃ uzyskiwana jest kiedy zastosuje się kule o średnicy 10 mm oraz natężenie pola magnetycznego 1150 kA/m. Uzysk koncentratu równa się około 9,5% a uzysk Cr₂O₃ niemal 22%. W produkcie niemagnetycznym zawartość Cr₂O₃ równa się 7,74%, natomiast zawartość MgO – 27,36%.

Słowa kluczowe

EN

chromium waste; waste management; gravitational concentration; magnetic separation

PL

odpady chromowe; gospodarowanie odpadami; koncentracja grawitacyjna; separacja magnetyczna

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3A
• Strony: 1737--1744
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Brożek M.

• AGH University of Science and Technology, Department of Mineral Processing and Environment Protection, Al. Mickiewicza 30, 30-065 Krakow, Poland

autor

Surowiak A.

• AGH University of Science and Technology, Department of Mineral Processing and Environment Protection, Al. Mickiewicza 30, 30-065 Krakow, Poland

autor

Jarosiński A.

• Polish Academy of Science, 7 Wybickiego Str., 31-261 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] J. T. Bonarski, L. Tarkowski, S. Pawlak, A. Rakowska, Ł. Major, Archives of Metallurgy and Materials 59, (2), 437-441, (2014).
• [2] M. Brożek, Archives of Mining Sciences 40, 63-82, (1995a).
• [3] M. Brożek, Archives of Mining Sciences 40, 83-100, (1995b).
• [4] M. Brożek, Magnetic and Electrical Separation 6, 213-228, (1995c).
• [5] M. Brożek, Archives of Metallurgy 48, 355-367, (2003).
• [6] M. Brożek, The analysis of separation process in magnetic separators on basis of heurestic model of separation. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, AGH Kraków (in polish) 2005.
• [7] A. Ciaś, A. Czarski, Archives of Metallurgy and Materials 58, (4), 1045-1052, (2013).
• [8] J. Greń, Mathematical Statistics. Warsaw, Polish Scientific Publisher (in Polish), 1978.
• [9] A. Jarosiński, W. Natanek, Archives of Environment Protection 3-4, 185-196 (in Polish), (1988).
• [10] A. Jarosiński, W. Mączka., Mineral Resources Management 17, 89-96 (in Polish), (2001).
• [11] Z. Kowalski, Cz. Mazanek, Journal of Cleaner Production 6, 135-142, (1998).
• [12] Z. Kowalski, Technologies of chromium compounds. Cracow, Edited by Cracow Uni-versity of Technology (in Polish), 2002.
• [13] Z. Kowalski, B. Walawska, Waste Management & Research 20, 99-107, (2002).
• [14] T. Niedoba, Multidimensional characteristics of random variables in description of grained materials and their separation processes, Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i E nergią PAN, Kraków, (in Polish) 2013a.
• [15] T. Niedoba, Physicochemical Problems of Mineral Processing 49, (1), 175-188, (2013b).
• [16] T. Niedoba, Physicochemical Problems of Mineral Processing 50, (2), 575-589, (2014).
• [17] T. Niedoba, D. Jamróz, Archives of Mining Sciences 58, (4), 317-1333, (2013).
• [18] J. F. Papp, Chromium life cycle study, Information Circular 9411, US Department of Interior, Bureau of Mines, Washington, DC (1995).
• [19] S. Samal, A. K. Ray, A. Bandopadhyay, A review. Int. J. Mineral Process. 118, 43-55, (2013).
• [20] A. Surowiak, M. Brożek, Archives of Mining Sciences 59, (1), 269-282 (2014a).
• [21] A. Surowiak, M. Brożek, Archives of Mining Sciences 59, (2), 553-562, (2014b).
• [22] A. Surowiak, Mineral Resources Management, 3, (1), 105-122, (in Polish) (2014).
• [23] V. D. Tathavadkar, M. P. Antony, A. Jha, Metallurgical and Materials Transactions, 32B, 593-602 (2001).

Uwagi

EN

This work has been supported by grants No. 11.11.100.276 for which we would like to thank the AGH University of Science and Technology